Was schwingt und was nicht?

[Johannes Bauer]

Hallo NG,

gibt es eigentlich (halbwegs) eifache Kriterien, wann sich bei einer
bestimmten Schaltung ein Gleichgewicht einstellt und wann sie
schwingt? Offensichtlich gibts da ja viele Einflüsse die das Verhalten
einer Schaltung bestimmen, Bauteilauswahl, externe Beschaltung,
Temperatur, parasitäre Kapazitäten und so weiter. Gibt es dafür
trotzdem irgendwelche Anhaltspunkte oder Richtlinen, um ein Schwingen
zu vermeiden, wenn man es nicht braucht?

Als einfaches Beispiel das hier:

.-----o-------------.
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| | |
| | ___ |/
--- '--|___|----|
- |>
| |
'-------------------'

created by Andy´s ASCII-Circuit v1.24.140803 Beta www.tech-chat.de

Aus dem Bauch heraus würde ich sagen das ist ein fast-Kurzschluß. Aber
schwingt das genaugenommen? Wenn der Transistor durchschaltet fällt
doch an der C-E-Strecke (fast) die gesamte Spannung ab, an der Basis
bleibt (fast) nichts mehr übrig, der Transistor sperrt, es fällt
wieder genügend Spannung an der B-E-Strecke ab und alles fängt von
vorne an, oder?

Also wie kompliziert ist es, das Verhalten von Schaltungen
vorherzusagen?

Viele Grüße
Johannes

 

[Erik Hermann]

Johannes Bauer wrote:

Gibt es dafür
trotzdem irgendwelche Anhaltspunkte oder Richtlinen, um ein Schwingen
zu vermeiden, wenn man es nicht braucht?

Ja, es gibt ein ganz einfaches Gesetz von Murphy:
Verstärker schwingen immer, Oszillatoren nie.

 

[Tilmann Reh]

Johannes Bauer schrieb:

gibt es eigentlich (halbwegs) eifache Kriterien, wann sich bei einer
bestimmten Schaltung ein Gleichgewicht einstellt und wann sie
schwingt?

Um es kurz auf einen Nenner zu bringen:
Verstärker schwingen immer, Oszillatoren nie.

<scnr>

--
Dipl.-Ing. Tilmann Reh
Autometer GmbH Siegen - Elektronik nach Maß.
http://www.autometer.de

==================================================================
In a world without walls and fences, who needs Windows and Gates ?
(Sun Microsystems)

 

[MaWin]

Johannes Bauer <dfnsonfsduifb@gmx.de> schrieb im Beitrag <bm6g4a$qgm$02$1@news.t-online.com>...

Nun, nach dem vom dir jetzt kluge Fragen statt unpraeziser Antworten
kommen, kann man ja mal beginnnen, sie zu beantworten:

Also wie kompliziert ist es, das Verhalten von Schaltungen
vorherzusagen?

Unmoeglich. Alles, was verstaerkt, kann schwingen. Auf welchem Weg
auch immer die Rueckkopplung stattfindet (Absicht, kapazitive Kopplung,
ueber die Versorgungsspannung, etc.).

Also haelt man die Verstaerkung pro Stufe moeglichst klein und
trennt die Stufen moeglichst gut voneinadner.

Deine Schaltung macht mehr Sinn, wenn man den Spannungsquelleninnnenwiderstand
einzeichnet, aber sogar Emitterfolger (offizielle 'Verstaerkung' 0.97)
koennen schwingen (Siehe Google groups de.sci.electronics "Emitterfolger
schwingt" z.B. von Rolf Bombach bei Re: Spannungsregler).

Auch dem Glimmlampenkippschwinger (siehe de.sci.electronics FAQ:
http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/) und Tunneldiodenoszillatoren kann man
nicht direkt eine Verstaerkung >1 ansehen.
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.

 

[Horst-D. Winzler]

Tilmann Reh wrote:

Johannes Bauer schrieb:


gibt es eigentlich (halbwegs) eifache Kriterien, wann sich bei einer
bestimmten Schaltung ein Gleichgewicht einstellt und wann sie
schwingt?


Um es kurz auf einen Nenner zu bringen:
Verstärker schwingen immer, Oszillatoren nie.

das kann ich bestätigen. Habe einen antennenverstärker für
rahmenantennen nachgebaut. Sym 3-stufig. Soll von >50kHz-30MHz
arbeiten. Schwingt wie verrückt stabil bei 585 MHz. Sowas stabiles und
schwingfreudiges hätte ich gern bei meinem letzten oszillator gahabt ;-)

--
schüss, horst-dieter

 

[Andreas Donner]

"Johannes Bauer" <dfnsonfsduifb@gmx.de> schrieb:

Hallo NG,

gibt es eigentlich (halbwegs) eifache Kriterien, wann sich bei einer
bestimmten Schaltung ein Gleichgewicht einstellt und wann sie
schwingt?

Ja, zwei. Die Amplitudenbedingung und die Phasenbedingung:

In einem rückgekoppelten System muss die Verstärkung, bei der durch
Phasenverschiebungen, Laufzeiten, Totzeiten usw. die Eingangs- und
Ausgansgrösse des Systems erstmalig wieder in Phase sind, grösser sein
als 1.

Zum Beispiel Transistorverstärker: Emitterschaltung, aber die
Gegenkopplung geht nicht über einen Widerstand, sondern über mehrere
Tiefpässe. Bei einer bestimmten Frequenz läuft die Phase, bedingt durch
die Tiefpässe, um 180° nach. Dazu kommt die Invertierung des Signals
(Emitterschaltung), sodass es insgesamt wieder "in Phase" liegt. Bei
ausreichend hohen Frequenzen schiebt auch der Transistor selbst noch um
Einiges. Und wenn jetzt die Verstärkung innerhalb der Schleife bei
dieser Frequenz noch grösser 1 ist, gibt's einen Oszillateur.


Mit besten Grüssen

Andreas Donner

 

[Rolf R.Safferthal]

"Johannes Bauer" <dfnsonfsduifb@gmx.de> schrieb im Newsbeitrag
news:bm6g4a$qgm$02$1@news.t-online.com...

Hallo NG,

gibt es eigentlich (halbwegs) eifache Kriterien, wann sich bei einer
bestimmten Schaltung ein Gleichgewicht einstellt und wann sie
schwingt? Offensichtlich gibts da ja viele Einflüsse die das
Verhalten
einer Schaltung bestimmen, Bauteilauswahl, externe Beschaltung,
Temperatur, parasitäre Kapazitäten und so weiter. Gibt es dafür
trotzdem irgendwelche Anhaltspunkte oder Richtlinen, um ein Schwingen
zu vermeiden, wenn man es nicht braucht?

Nein, denn selbst die beste Bauteil-Auswahl kann durch eine unsinnige

Anordnung konterkariert werden. So einfach ist die reale Welt leider
nicht, wie du sie dir wünschst!

Gruss

Rolf

 

[Uwe Hercksen]

Horst-D. Winzler schrieb:

das kann ich bestätigen. Habe einen antennenverstärker für
rahmenantennen nachgebaut. Sym 3-stufig. Soll von >50kHz-30MHz arbeiten.
Schwingt wie verrückt stabil bei 585 MHz. Sowas stabiles und
schwingfreudiges hätte ich gern bei meinem letzten oszillator gahabt ;-)

Hallo,

anscheinend sind die verwendeten Transistoren oder ICs um den Faktor 10
zu schnell für diese Anwendung. ;-)

Bye